专利名称：光学摄像管、光盘、及其信息处理装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及的是，对光盘的信息进行记录、再生或是删除而使用的光学摄像管，利用此光学摄像管的光盘装置，以及利用这些内容的信息处理装置。
背景技术：
作为高密度、大容量的记忆介质，使用坑状模式光盘的光存储技术，逐渐地扩展用途于数字声盘、视盘、资料管理盘、以及数据文件管理，并被实用化。近年来，特别是DVD-ROM等，以波长为630nm～670nm的可见红色激光为光源的高密度光盘也已逐渐普及起来。同时，高密度的可记录光盘(DVD-RAM)也被商品化，大容量的数字数据可以轻松地记录于光盘上。而且，与已经广泛普及的CD具有高互换性的CD-R也开始广泛地普及起来。
从所述的背景来看，对DVD的信息再生装置而言，在DVD-ROM和CD基础上，增加DVD-RAM和CD-R的再生非常重要。而且，对DVD的信息记录再生装置而言，在DVD-RAM的记录再生功能基础上，增加DVD-ROM和CD及CD-R的再生非常重要。
CD-R利用颜色成分反射率的变化进行信息的记录再生，由于是针对800nm前后的波长被优化，所以在可见光等的其他波长上存在不能进行信号再生的情况。于是，为了进行CD-R的再生理想的是使用波长800nm前后的红外光源，具有DVD用的红色半导体激光器、和CD及CD-R用的红外半导体激光器的光学摄像管被开发出来。而且，为使光学系统简单化、实现小型、低成本化，将所述2种波长的半导体激光器集成于1个包中的方案已被提出。
利用图20和图21，对公布于特开平10-289468号公报的光学摄像管进行说明。图20是光学摄像管200的结构示意图。作为光盘7，其前提是以利用透明衬底220的厚度不同的多个种类进行记录/再生。这里，记录/再生是指在光盘7的信息记录面240上记录信息，或是再生信息记录面240上的信息。在现有技术的光学摄像管装置200中，作为光源，有第1光源的第1半导体激光器100a(波长λ＝610nm～670nm)，和第2光源的第2半导体激光器100b(波长λ＝740nm～830nm)。此第1半导体激光器100a是用于DVD的记录/再生的光源，第2半导体激光器100b是用于第2光盘的记录/再生的光源。这些半导体激光器根据记录/再生的光盘被分开使用。
合成部件210是，合成从第1半导体激光器100a射出的光束和从第2半导体激光器100b射出的光束，通过后述的1个聚光光学系统，使之聚光于光盘7，而形成同一(可以是基本上同一)光程。作为合成部件210，使用偏振光棱镜(多重折射性镜片)，使从第1半导体激光器100a射出的光束作为寻常光线不改变光程原样通过，从第2半导体激光器100b射出的光束作为非寻常光线改变光程。作为此合成部件210也可以使用全息镜。
物镜60和准直透镜50组成的聚光光学系统是，将半导体激光器射出的光束通过光盘7的透明衬底220，在信息记录面240上聚光，形成聚光点。光阑150将光束限制于规定的开口数。
单元160包括第1半导体激光器100a、第2半导体激光器100b、另外还有全息镜40、光检测器800等，详细见图20。在单元160内，第1半导体激光器100a、第2半导体激光器100b及光检测器800处在同一平面上。为检测半导体激光器后面的漏光，再设置1个光检测器230。此光检测器230，用于为使半导体激光器射出光束的光通量成为规定的光通量，依据半导体激光器后方射出光的光通量，用APC(Auto Power Control)电路进行半导体激光器的电流控制。
另外，聚焦误差信号是能用刃形法检测的结构。因此，在光检测部件800的受光面设置了A1～D1、A2～D2的8个受光成分(受光面)。同时，作为光分路的方法，利用全息镜40，将此全息镜成分如A～D进行4分割，并配置成使通过各分割面的光束成像于光检测部件800的受光面上。
同样，以实现能记录/再生DVD、CD、CD-R的小型光学摄像管为目的，将光检测器和2个波长不同的半导体激光器芯片纳入1个单元的结构，已经在上述的特开平10-289468号公报、以及另外的特开平10-319318号公报、特开平10-21577号公报、特开平10-64107号公报、特开平10-321961号公报、特开平10-134388号公报、特开平10-149559号公报、特开平10-241189号公报、特开1998-124918号公报、特开平9-120568号公报、特开2000-11417号公报等等被公开。
在DVD的种类中，除DVD-ROM以外还有DVD-RAM。所以，DVD的记录或是再生装置，理想的是能再生DVD-ROM、DVD-RAM、以及已经广泛普及的光盘CD-ROM、CD-R(CD-RECORDABLE)。这些光盘都有各自的规格，能稳定地进行信号再生的循迹误差(TE)信号检测方式已经被确定。
DVD-ROM的TE信号由微分相位法获得。微分相位法也被称为微分相位检测法(DPDDifferential Phase Detection)。利用从光盘反射·衍射返回的远视像(FFP)的强度变化，用1个光束即可得到TE信号。这是利用基于凹坑平面排列的衍射光变化的方法。使用4分割光测器检测基于凹坑列衍射的光通量分布变化，通过比较相位取得TE信号。此方法适合于有凹坑列的再生专用盘。
DVD-RAM的TE信号由推挽(PP)法获得。PP法主要用于可追加及可重写型光盘。一旦收敛光点照射到光盘记录面的引导槽，其反射光将伴随与引导槽延伸方向成直角的衍射光。返回物镜面的FFP，由于引导槽的±1次衍射光和0次衍射光的干扰，产生光强度的强弱分布。依赖引导槽和收敛光点的位置关系，一部分变明则另一部分变暗，或是反过来。通过利用2分割光测器检测这样的光强度变化可获得PP法的TE信号。
在规格上，虽然CD-ROM(包括音频用CD)以及CD-R都可以用所述PP法获得TE信号，但与DVD-RAM相比TE信号的强度小。而且，PP法伴随着由于镜片移位而产生TE信号偏移的课题。就DVD-RAM而言，针对这个课题在信息记录面上的一部分设置了TE信号的偏移调整用区间，对此CD-ROM和CD-R等在光盘上都未采取那样的对策。因此，作为TE信号检测方法更多采用的是3光束法。
3光束法，在从光源至光盘的往路上插入衍射光栅，衍射光栅的0次衍射光(主光束)和±1次衍射光(侧光束)在光盘上形成。当主光束从道中心偏离时侧光束的一方则接近道中心，而另一方远离道中心，因此，各个反射回的光通量产生差异。通过检测这种差异来获得TE信号。
这样，为记录或再生DVD-ROM、DVD-RAM、及CD-ROM、CD-R，需要有微分相位法、PP法、3光束法这3种TE信号检测方式。但是现有情况，还没有能完全对应微分相位法、PP法、3光束法这3种TE信号检测方式的具体的结构例子。
另外，DVD和CD，覆盖信息记录面的透明衬底的厚度不同。标准是DVD的衬底厚度为0.6mm，CD的衬底厚度为1.2mm。这样，在衬底材料厚度不同的光盘上利用共同的聚光光学系统收敛光束，就会有被称为球面像差的对称于光轴中心的像差发生。克服这种像差利用共同的聚光光学系统记录再生DVD和CD的方式也已经有了很多提案。另外，DVD比CD的记录密度高，即使使用波长短的红色激光光源，作为物镜的数值口径(NA)，需要比CD用的0.45大的0.6。在特开平10-289468号公告等的现有例子中，也公开了利用光阑150将CD再生时的NA缩小的结构。
如上所示CD和DVD，在衬底材料厚度、光源波长、NA的这3个项目中，是在明显不同的光学条件下进行信息再生的。因此，如现有例子那样，在CD和DVD的再生时，利用从共同的受光分割区域检测FE信号的结构，由于所述的3项光学特性的不同，将会有FE信号偏移的发生、FE信号振幅(信号强度)的衰减等的，发生特性劣化的课题。
另外还有，如特开平9-120568号公告，图22(特开平9-120568号公告的图5(a))那样，如果构成由连续的光检测器区域(例如800D)接受基于不同波长入射到光检测器上的不同位置的衍射光(112E和113E)的结构，就会有各光检测器区域的面积变大，光检测器区域的电容量增大，高频信号的检测变得困难，不能进行高速的信号再生的课题。
而且，对以波长的不同和发光点位置的不同为前提，当DVD和CD再生时，都能获得良好信号的合适的结构，到现在为止还未被探讨。
技术方案为解决所述的现有问题，本发明的第1个光学摄像管，具有，第1半导体激光光源射出波长λ1的光束；第2半导体激光光源射出波长λ2的光束；聚光光学系统接受从所述第1及第2半导体激光光源射出的光束，并在光盘上收敛于微小光点；衍射部件衍射在所述光盘所反射的光束；光检测部分接受在所述衍射部件衍射的各衍射光，并根据其光通量输出电信号，其特征在于所述光检测部分，包括接受所述衍射部件的+1次衍射光的光检测部分PD0，当所述光检测部分PD0的中心和所述第1及第2半导体激光光源的各发光点之间的距离分别为d1、d2时，实质上满足λ1/λ2＝d1/d2的关系。基于所述的光学摄像管，针对两个波长可以共同使用光检测部分，减少光检测部分的数量。所以，通过光检测器面积的缩小，电流电压转换输出的电路元件数量的减少，可以实现低成本化及小型化。
本发明的第2个光学摄像管，具有，第1半导体激光光源射出波长λ1的光束；第2半导体激光光源射出波长λ2的光束；聚光光学系统接受从所述第1及第2半导体激光光源射出的光束，并在光盘上收敛于微小光点；衍射部件衍射从所述光盘上反射的光束；光检测部分接受在所述衍射部件衍射的衍射光，并根据其光通量输出电信号，其特征在于所述光检测部分，包括接受所述衍射部件的+1次衍射光的光检测部分PD0，当所述光检测部分PD0的中心和所述第1及第2半导体激光光源的各发光点之间的距离分别设为d1、d2，所述第1和第2半导体激光光源的发光点之间的距离设为d12时，满足d2＝d1+d12的关系，并且，实质上满足d1＝λ1·d12/(λ2-λ1)d2＝λ2·d12/(λ2-λ1)的关系。基于所述的光学摄像管，对应规定的发光点间的距离和波长，针对两个波长可以共同使用光检测部分，由于可以减少光检测部分的数量，所以通过光检测器面积的缩小，电流电压转换输出的电路元件数量的减少，可以实现低成本化及小型化。
本发明的第3个光学摄像管，具有，第1半导体激光光源射出波长λ1的光束；第2半导体激光光源射出波长λ2的光束；聚光光学系统接受从所述第1及第2半导体激光光源射出的光束，并在光盘上收敛于微小光点；衍射部件衍射从所述光盘上反射的光束；光检测部分接受在所述衍射部件衍射的衍射光，并根据其光通量输出电信号，其特征在于所述光检测部分，包括在所述衍射部件衍射的衍射光中，接受所述波长λ1光束的-1次衍射光的光检测部分PD1，和接受所述波长λ2光束的-1次衍射光的光检测部分PD2，所述光检测部分PD1及所述光检测部分PD2分别被分割成多个区域，利用所述波长为λ1的光进行信息再生时，通过运算从所述光检测部分PD1的所述各区域获得的信号来检测聚焦误差信号，当利用所述波长为λ2的光进行信息再生时，通过运算从所述光检测部分PD2的所述各区域获得的信号来检测聚焦误差信号。
基于所述的光学摄像管，由于有对应光源各波长的光检测部分，即使当记录或再生对应各波长的不同种类的光盘，例如DVD(DVD-ROM、DVD-RAM)，以及CD(CD-ROM、CD-R)的任一个时，也可以防止聚焦误差信号的特性劣化。同时，由于各区域被复数分割，通过差动运算各分割区域衍射光的大小，可以获得聚焦误差信号。
在所述本发明的第3个光学摄像管中，理想的是所述光检测部分PD1和所述光检测部分PD2具有不同的形状。基于所述的光学摄像管，即使当记录再生衬板材料厚度不同的光盘时，也可以防止聚焦误差信号的偏移。
另外，所述光检测部分PD1及所述光检测部分PD2，分别被分割线分割成多个区域，理想的是平行于所述光检测部分PD2所述分割线的对称中心线，和平行于所述光检测部分PD1所述分割线的对称中心线，在与所述各对称中心线的正交方向上错位。基于所述的光学摄像管，即使当记录再生衬板材料厚度不同的光盘时，也可以防止聚焦误差信号的偏移。
本发明的第4个光学摄像管，具有，第1半导体激光光源射出波长λ1的光束；第2半导体激光光源射出波长λ2的光束；聚光光学系统接受从所述第1及第2半导体激光光源射出的光束，并在光盘上收敛于微小光点；衍射部件衍射从所述光盘上反射的光束；光检测部分接受在所述衍射部件衍射的衍射光，并根据其光通量输出电信号，其特征在于所述光检测部分，包括在所述衍射部件衍射的衍射光中，接受所述波长λ1光束的-1次衍射光的光检测部分PD1，和接受所述波长λ2光束的-1次衍射光的光检测部分PD2，所述光检测部分PD1的中心和所述第1半导体激光光源发光点之间的距离为d1，所述光检测部分PD2的中心和所述第2半导体激光光源发光点之间的距离为d2时，实质上满足λ1/λ2＝d1/d2的关系。基于所述的光学摄像管，有对应光源各波长的光检测部分PD1、PD2，因此，可以将光检测部分PD1、PD2作为对应各波长的不同种类光盘的聚焦误差信号检测部分来使用。
在所述本发明的第4个光学摄像管中，当所述第1和第2半导体激光光源发光点之间的距离为d12时，理想的是光检测部分PD1的中心和光检测部分PD2的中心之间的距离约为d12的2倍。基于所述的光学摄像管，可以使各光检测部分的中心和衍射光的中心相一致，即使有波长变动等的误差，也可以无遗漏地受光。
同时，理想的是，所述光检测部分PD1及所述光检测部分PD2分别被分割成多个区域，当利用所述波长为λ1的光进行信息再生时，通过运算从所述光检测部分PD1的各区域获得的信号来检测聚焦误差信号，当利用所述波长为λ2的光进行信息再生时，通过运算从所述光检测部分PD2的各区域获得的信号来检测聚焦误差信号。基于所述的光学摄像管，因为利用对应光源各波长的光检测部分分别检测聚焦误差信号，所以可以防止聚焦误差信号的特性劣化。同时，由于各区域被复数分割，通过差动运算各分割区域衍射光的大小，可以获得聚焦误差信号。
另外，理想的是所述光检测部分PD1和所述光检测部分PD2具有不同的形状。基于所述的光学摄像管，即使当记录再生衬板材料厚度不同的光盘时，也可以防止聚焦误差信号的偏移。
而且，理想的是，所述光检测部分PD1及所述光检测部分PD2，分别被分割线分割成多个区域，平行于所述光检测部分PD2所述分割线的对称中心线，和平行于所述光检测部分PD1所述分割线的对称中心线，在与所述各对称中心线的正交方向上错位。
本发明的第5个光学摄像管，具有，第1半导体激光光源射出波长λ1的光束；第2半导体激光光源射出波长λ2的光束；聚光光学系统接受从所述第1及第2半导体激光光源射出的光束，并在光盘上收敛于微小光点；衍射部件衍射从所述光盘上反射的光束；光检测部分接受在所述衍射部件衍射的衍射光，并根据其光通量输出电信号，其特征在于所述光检测部分，包括在所述衍射部件衍射的衍射光中，接受所述波长λ1光束的-1次衍射光的光检测部分PD1，接受所述波长λ2光束的-1次衍射光的光检测部分PD2，和接受所述波长λ1及波长λ2光束的+1次衍射光的光检测部分PD0。基于所述的光学摄像管，因为有对应各波长双方的光检测部分PD0，和分别对应各波长的光检测部分PD1、PD2，所以，例如可以将对两个波长能共同使用的光检测部分PD0作为循迹误差信号信息信号的检测部分，将光检测部分PD1、PD2作为对应各波长的不同种类光盘的聚焦误差信号检测部分来使用。
理想的是，在所述本发明的第5个光学摄像管中，当所述光检测部分PD0的中心和所述第1及第2半导体激光光源的发光点之间的距离分别设为d1、d2，所述第1和第2半导体激光光源的发光点之间的距离设为d12时，所述光检测部分PD1的中心和所述第1半导体激光光源的发光点之间的距离为d1，所述光检测部分PD2的中心和所述第2半导体激光光源的发光点之间的距离为d2，实质上满足λ1/λ2＝d1/d2的关系，而且，满足d2＝d1+d12的关系，并且，实质上满足d1＝λ1·d12/(λ2-λ1)d2＝λ2·d12/(λ2-λ1)的关系。基于所述的光学摄像管，针对两个波长可以共同使用光检测部分，从而减少光检测部分的数量。同时，λ1的波长比λ2短时，若按第1半导体激光光源、第2半导体激光光源、光检测部分PD1、光检测部分PD2的顺序，在与光轴正交的方向上排列，可以逐渐缩小d1，确保光检测部分的长度，实现光检测器的小型化。
同时，理想的是，所述光检测部分PD1、所述光检测部分PD2、及所述光检测部分PD0分别被分割成多个区域，当利用所述波长为λ1的光进行信息再生时，通过运算从所述光检测部分PD1各区域获得的信号来检测聚焦误差信号，当利用所述波长为λ2的光进行信息再生时，通过运算从所述光检测部分PD2各区域获得的信号来检测聚焦误差信号，并且通过运算从所述光检测部分PD0各区域获得的信号来检测循迹误差信号。
基于所述的光学摄像管，因为利用对应光源各波长的光检测部分分别检测聚焦误差信号，所以可以防止聚焦误差信号的特性劣化。再加上因为有被分割成多个区域的专用于检测循迹误差信号的光检测部分PD0，所以可以对应所有的微分相位法、PP法、3光束法这3种TE信号检测方式。
另外，所述光检测部分PD1及所述光检测部分PD2分别被分割成多个区域，当利用所述波长为λ1的光进行信息再生时，通过运算从所述光检测部分PD1各区域获得的信号来检测聚焦误差信号，当利用所述波长为λ2的光进行信息再生时，通过运算从所述光检测部分PD2各区域获得的信号来检测聚焦误差信号，理想的是，所述光检测部分PD1和所述光检测部分PD2具有不同的形状。基于所述的光学摄像管，即使当记录再生衬板材料厚度不同的光盘时，也可以防止聚焦误差信号的偏移。
另外，所述光检测部分PD1及所述光检测部分PD2，分别被分割线分割成多个区域，当利用所述波长为λ1的光进行信息再生时，通过运算从所述光检测部分PD1各区域获得的信号来检测聚焦误差信号，当利用所述波长为λ2的光进行信息再生时，通过运算从所述光检测部分PD2各区域获得的信号来检测聚焦误差信号，理想的是，平行于所述光检测部分PD2所述分割线的对称中心线，和平行于所述光检测部分PD1所述分割线的对称中心线，在与所述各对称中心线的正交方向上错位。基于所述的光学摄像管，即使当记录再生衬板材料厚度不同的光盘时，也可以防止聚焦误差信号的偏移。
本发明的第6个光学摄像管，具有，第1半导体激光光源射出波长λ1的光束；第2半导体激光光源射出波长λ2的光束；聚光光学系统接受从所述第1及第2半导体激光光源射出的光束，并在光盘上收敛于微小光点；衍射部件衍射从所述光盘上反射的光束；光检测部分接受在所述衍射部件衍射的衍射光，并根据其光通量输出电信号，其特征在于所述光检测部分，包括在所述衍射部件衍射的衍射光中，接受所述波长λ1光束衍射光的光检测部分PD1，接受所述波长λ2光束衍射光的光检测部分PD2，和接受所述波长λ1及波长λ2光束衍射光的光检测部分PD0，当利用所述波长λ1的光进行信息再生时，通过运算从所述光检测部分PD1获得的信号来检测聚焦误差信号，当利用所述波长λ2的光进行信息再生时，通过运算从所述光检测部分PD2获得的信号来检测聚焦误差信号，通过运算从所述光检测部分PD0获得的信号来检测循迹误差信号。
在第1个到第6个光学摄像管中，理想的是，将所述第1半导体激光光源，和所述第2半导体激光光源整体地形成于1个半导体芯片上。基于所述的光学摄像管，可以减少组装工时，并能正确地定出2个光源发光点之间的距离。
同时，理想的是，还具有当所述波长λ1在波长610nm～670nm的范围，所述波长λ2在波长740nm～830nm的范围时，接受从所述第2半导体激光光源射出的所述波长λ2的光束并形成主光束及±1次衍射光的侧光束的衍射光栅，所述衍射光栅的栅截面形状大体为矩形并具有凹凸部分，凹部和凸部的幅度大体相等，当对应所述波长λ1的衍射光栅材料的折射率为n1时，设定截面形状的凹部和凸部的段差hh＝λ1/(n1-1)成立，使凹部和凸部的光程差针对所述波长λ2的光为1波长单位。基于所述的光学摄像管，由光程差产生的相位差为2π，在设计上，波长λ1的光束不被衍射光栅衍射，可以不损失光通量而有效地利用光能。另外，关于波长λ2的光束，由于波长比波长λ1长，所以由段差h产生的光程差比1个波长小，相位差也比2π小，因而发生衍射，可生成侧光点。
同时，理想的是，关于所述波长λ1的光束，及所述波长λ2的光束双方，在不被所述衍射光栅衍射而射入构成所述聚光光学系统的物镜中的光束，满足光盘再生所需要N A的所有范围都形成条纹。
同时，理想的是，所述波长λ1比所述波长λ2小，将所述第1半导体激光光源的发光点配置在所述聚光光学系统大致的光轴上。基于所述光学摄像管，易受透镜像差影响的短波长激光元件的激光，由于是通过透镜像差程度小的聚光光学系统的光轴近旁，所以可有效地防止轴外像差。
同时，理想的是，所述衍射部件有聚焦误差偏移减少区域。基于所述光学摄像管，可以抑制聚焦偏移，实现稳定且正确的聚焦伺服操作。另外，如果在衍射部件设有对应λ1、及λ2双方光束的多个聚焦误差偏移减少区域，当λ1、及λ2的双方光束发光时就可以抑制聚焦误差偏移。
接着，本发明的光盘装置，其特征在于具有，所述第1个到第6个的光学摄像管中的一个；所述光学摄像管的移动部件；使所述光盘旋转的旋转部件。
接着，本发明的光盘种类识别方法是，用于判断光盘装置中是否存在光盘，以及存在的光盘是CD还是DVD的光盘种类识别方法，其特征在于利用具有用红外光及红色光光源的光学摄像管的光盘装置，当所述光盘装置接通电源时，或是将光盘新装入所述光盘装置时，首先使所述红外光的光源发光，用红外光束判断所述光盘的有无，若所述光盘存在，利用所述光盘的反射光进行光盘种类的判断。基于所述光盘种类识别方法，即使装入的光盘是用红外光的光盘，例如CD-R，也可以防止不必要的写入，或是错误地删除信息。
接着，本发明的光盘记录再生方法，其特征在于基于所述本发明的光盘种类识别方法而进行光盘种类判断，若判断结果为装入的光盘是CD，则维持原状地继续发射红外光并接着进行信息的记录或是再生，若判断结果为装入的光盘是DVD，则灭掉所述红外光而发射红色光，进行DVD的记录或是再生。
接着，本发明的信息处理装置，具有，对光盘进行信息的记录或再生，或者记录及再生的光盘装置，和阅读原稿图像信息的图像信息读入部件，其特征在于所述图像信息读入部件可以将读入的图像信息记录在所述光盘装置。
理想的是，在所述信息处理装置中，还具有信息的复制部件，其至少可以实现所述图像信息读入部件所读入的图像信息的基于所述复制部件的复制，以及所述光盘装置记录的图像信息的基于所述复制部件的复制之一。
接着，本发明的映像投影装置，其特征在于具有向汽车的前挡风玻璃投影映像的映像投影部件。
理想的是，在所述映像投影装置中，还具有对光盘进行信息的记录或再生、或是记录及再生的光盘装置，将所述光盘装置再生的信息投影于所述前挡风玻璃。
同时，理想的是，具有使所述光盘装置再生的信息转换成适合所述前挡风玻璃曲率的图像的转换电路，将所述转换电路输出的信息投影于所述前挡风玻璃。基于所述的映像投影装置，可以防止因前挡风玻璃的曲率而产生的映像失真。
接着，本发明的第1个半导体激光装置，具有，第1半导体激光光源射出波长λ1的光束；第2半导体激光光源射出波长λ2的光束；光检测部分根据接受光束的光通量输出电信号，其特征在于当所述光检测部分中的光检测部分PD0的中心，和所述第1及第2半导体激光光源的各发光点之间的距离分别为d1、d2时，实质上满足λ1/λ2＝d1/d2的关系。基于所述的半导体激光装置，针对两个波长可以共同使用光检测部分，从而减少光检测部分的数量。所以，由于光检测器面积的缩小，电流电压转换输出的电路元件数的减少，可以实现低成本化及小型化。
本发明的第2个半导体激光装置，具有，第1半导体激光光源射出波长λ1的光束；第2半导体激光光源射出波长λ2的光束；光检测部分根据接受光束的光通量输出电信号，其特征在于当所述光检测部分中的光检测部分PD0的中心，和所述第1及第2半导体激光光源的各发光点之间的距离分别为d1、d2，所述第1和第2半导体激光光源的发光点之间的距离为d12时，满足d2＝d1+d12的关系，并且，实质上满足d1＝λ1·d12/(λ2-λ1)d2＝λ2·d12/(λ2-λ1)的关系。基于所述的半导体激光装置，对应规定的发光点之间的距离和波长，针对两个波长可以共同使用光检测部分，减少光检测部分的数量，由此，由于光检测器面积的缩小，电流电压转换输出的电路元件数的减少，可以实现低成本化及小型化。
理想的是，在所述第1个或第2个半导体激光装置中，所述光检测部分包括接受所述波长λ1的光的光检测部分PD1，和接受所述波长λ2的光的光检测部分PD2，所述光检测部分PD1和所述光检测部分PD2分别被分割成多个区域，而且所述光检测部分PD1和所述光检测部分PD2的形状不同。基于如所述的半导体激光装置，即使当记录再生衬板材料厚度不同的光盘时，也可以防止聚焦误差信号的偏移。
而且，理想的是，所述光检测部分包括接受波长λ1的光的光检测部分PD1，和接受所述波长λ2的光的光检测部分PD2，所述光检测部分PD1和所述光检测部分PD2分别被分割线分割成多个区域，平行于所述光检测部分PD2所述分割线的对称中心线，和平行于所述光检测部分PD1所述分割线的对称中心线，在与所述各对称中心线的正交方向上错位。基于如所述的半导体激光装置，即使当记录再生衬板材料厚度不同的光盘时，也可以防止聚焦误差信号的偏移。
本发明的第3个半导体激光装置，具有，第1半导体激光光源射出波长λ1的光束；第2半导体激光光源射出波长λ2的光束；光检测部分根据接受光束的光通量输出电信号，其特征在于所述光检测部分，包括接受所述波长λ1的光的光检测部分PD1，和接受所述波长λ2的光的光检测部分PD2，当所述光检测部分PD1的中心和所述第1半导体激光光源的发光点之间的距离为d1，所述光检测部分PD2的中心和所述第2半导体激光光源的发光点之间的距离为d2时，实质上满足λ1/λ2＝d1/d2的关系。基于所述的半导体激光装置，由于有对应光源各波长的光检测部分PD1、PD2，所以可以将光检测部分PD1、PD2，作为对应各波长的不同种类光盘的聚焦误差信号和循迹误差信号的检测部分使用。
理想的是，在所述本发明的第3个半导体激光装置中，所述光检测部分PD1和所述光检测部分PD2的至少一方，被分割成5条纸条状区域、4条纸条状区域、及6条纸条状区域中的一个。基于所述的半导体激光装置，可以适当地分离分割区域中的衍射光，这些作为共轭光的各衍射光也将适当地离开。因此，在光检测部分中，可将各衍射光确切地分离而进行信号检测，从而可以获得更良好的微分相位法的TE信号。
本发明的第4个半导体激光装置，具有，第1半导体激光光源射出波长λ1的光束；第2半导体激光光源射出波长λ2的光束；光检测部分根据接受光束的光通量输出电信号，其特征在于所述光检测部分，包括接受所述波长λ1的光的光检测部分PD1，接受所述波长λ2的光的光检测部分PD2，和接受所述波长λ1及λ2两方的光的光检测部分PD0，当所述光检测部分PD0的中心和所述第1和第2半导体激光光源的发光点之间的距离分别设为d1、d2，所述第1和第2半导体激光光源的发光点之间的距离设为d12时，所述光检测部分PD1的中心和所述第1半导体激光光源的发光点之间的距离是d1，所述光检测部分PD2的中心和所述第2半导体激光光源的发光点之间的距离是d2，实质上满足λ1/λ2＝d1/d2的关系，而且还满足d2＝d1+d12的关系，并且，实质上满足d1＝λ1·d12/(λ2-λ1)d2＝λ2·d12/(λ2-λ1)的关系。基于所述的半导体激光装置，针对两个波长可以共同使用光检测部分，减少光检测部分的数量。同时，λ1的波长比λ2短时，若按第1半导体激光光源、第2半导体激光光源、光检测部分PD1、光检测部分PD2的顺序在与光轴正交的方向上排列，可以逐渐缩小d1，确保光检测部分的长度，以实现光检测器的小型化。
理想的是，在所述的第1个或第2个半导体激光装置中，所述光检测部分PD1和所述光检测部分PD2分别被分割成多个区域，并且所述光检测部分PD1和所述光检测部分PD2的形状不同。基于如所述的半导体激光装置，即使当记录再生衬板材料厚度不同的光盘时，也可以防止聚焦误差信号的偏移。
而且，理想的是，所述光检测部分PD1和所述光检测部分PD2分别被分割线分割成多个区域，平行于所述光检测部分PD2所述分割线的对称中心线，和平行于所述光检测部分PD1所述分割线的对称中心线，在与所述各对称中心线的正交方向上错位。基于如所述的半导体激光装置，即使当记录再生衬板材料厚度不同的光盘时，也可以防止聚焦误差信号的偏移。
理想的是，在所述的第1个到第4个的半导体激光装置中，将所述第1半导体激光光源和所述第2半导体激光光源整体地形成于1个半导体芯片上。基于所述的半导体激光装置，可以减少组装工时，并能正确地定出2个光源发光点间的距离。
图1是本发明的实施方式1中的光学摄像管的截面示意2表示图1光学摄像管操作的截面示意3表示图1光学摄像管操作的截面示意4是用于图1光学摄像管的衍射光栅的截面5表示实施方式2中的光学摄像管操作的截面示意6表示实施方式2中的光学摄像管操作的截面示意7表示实施方式3中的光检测器的斜视示意8表示实施方式3中的光检测器的结构及操作的平面示意9是实施方式3中的光检测器操作的说明10表示实施方式3中的光检测器操作的平面示意11表示实施方式4中的光检测器的结构及操作的平面示意12表示实施方式4中的光检测器操作的平面示意13表示实施方式5中的光检测器的结构及操作的平面示意14表示实施方式5中的光检测器操作的平面示意15表示实施方式6中的全息镜结构的平面示意16表示实施方式7中的光盘装置的截面示意17表示实施方式8中的光盘类别识别方法步骤的流程18是实施方式9中的复印机的截面示意19是实施方式10中的映像投影装置的截面示意20是现有例子的光学摄像管的截面示意21表示现有例子的光学摄像管重要部分的斜视示意图符号的说明1 激光光源1a 红色激光器1b 红外激光器2 红色光束3 衍射光栅4 全息镜6 物镜7 光盘8 光检测器10、12+1次衍射光11、13-1次衍射光16 单元20 光学摄像管25 红外光束30 光盘装置50 复印机62 前挡风玻璃发明的实施方式用以下的图说明本发明的实施方式。
实施方式1图1是本发明实施方式1的光学摄像管的结构图。在图1中，半导体激光光源由红色激光器1a和红外激光器1b构成。81、82、83是接受光束并将其光电转换为电流等的电信号的光检测部分(PD0、PD1、PD2)。3是衍射光栅。
4是衍射部件，是采用相位和穿透率具有周期结构的光学元件。对于衍射部件4，周期和方向即光栅向量根据地点也有变化的时候。关于衍射部件4，全息镜例如相位型的全息镜具有代表性，以下将衍射部件4作为全息镜4进行说明。5是准直镜，6是物镜构成聚光光学系统，7是光盘。
另外，在本图所示的光学摄像管中，半导体激光光源和光检测部分相当于半导体激光装置。这在以下的各实施方式也一样。
如后述那样，作为光盘7，包括衬板材料厚度(从物镜射来的光束所射入的光盘表面到信息记录面的厚度)为t1＝1.2mm程度的CD或CD-R等，衬板材料厚度为t2＝0.6mm程度的DVD(DVD-ROM、DVD-RAM等)的双方。以下，将衬板材料厚度基本为1.2mm，与CD-ROM的记录密度基本相同的光盘统称为CD光盘，将衬板材料厚度基本为0.6mm，与DVD-ROM的记录密度基本相同的光盘统称为DVD光盘。
红色激光器1a和红外激光器1b，作为一个例子，可以分别混合配置单独的半导体激光芯片。这时，由于可以以最小的尺寸最合适的制造方法分别制造各个半导体激光芯片，所以可以实现低噪音，低耗能，高耐久性。作为另一个例子，也可以是将红色激光器1a和红外激光器1b整体地作进单一的半导体激光芯片中的结构。这时，可以减少组合工时，和正确地确定2个发光点之间的距离。这些中的任何一个结构都可以适用于以下的光学摄像管，以及各实施方式。
光检测部分81、82、83分别对应于在发明所要解决的课题一项中所述的光检测部分PD0、PD1、PD2。光检测部分81、82、83，虽然在图1中是分开描述的，但由于是在单一的硅衬底上形成，所以可以正确地确定相互的相对位置关系。
关于针对光盘进行信息的记录或再生时的操作，用图2和图3进行说明。图2是使用红色激光器1a，针对衬板材料厚度为t2＝0.6mm程度的DVD(DVD-ROM、DVD-RAM等)光盘71进行记录或再生时的说明图。
从红色激光器1a射出的红色光束2，透过衍射光栅3和全息镜4，在准直镜5变为大体上的平行光，通过物镜6收敛在光盘71上。接着红色光束2，被光盘71记录面上的凹坑或道槽衍射同时反射，之后，基本按同一光程返回，通过物镜6和准直镜5再次射入全息镜4，产生+1次衍射光10和-1次衍射光11。
+1次衍射光10和-1次衍射光11分别射入光检测部分81和光检测部分82，被光电转换。在这里，若将光检测部分81的中心和红色激光器1a的发光点之间的距离设为d1的话，那么接受与+1次衍射光10共轭的-1次衍射光11的光检测部分82的中心和红色激光器1a的发光点之间的距离也需要大体设为d1。
图3是使用红外激光器1b，针对衬板材料厚度为t1＝1.2mm程度的CD(CD-ROM、CD-R等)光盘72进行记录或再生时的说明图。
从红外激光器1b射出的红外光束25，透过衍射光栅3时被衍射并生成±1次的侧光点，与0次衍射光(主光点)一起透过全息镜4，在准直镜5变为大体上的平行光，通过物镜6收敛在光盘71上。接着红外光束25，被光盘71记录面上的凹坑或道槽衍射同时反射，之后，基本按同一光程返回，通过物镜6和准直镜5再次射入全息镜4，产生+1次衍射光12和-1次衍射光13。+1次衍射光12和-1次衍射光13分别射入光检测部分81和光检测部分83，被光电转换。
在这里，若将光检测部分81的中心和红外激光器1b的发光点之间的距离设为d2的话，那么接受与+1次衍射光12共轭的-1次衍射光13的光检测部分83的中心和红外激光器1b的发光点之间的距离也需要大体设为d2。
图4表示衍射光栅3的光栅截面形状。衍射光栅3的光栅截面形状大体为矩形，凹部的幅度W1和凸部的幅度W2大体相等。红色光束2的波长为λ1，当针对波长λ1的衍射光栅材料的折射率为n1时，设截面形状的凹部和凸部的段差hh＝λ1/(n1-1) …(1)成立，设定凹部和凸部的光程差对红色光为1个波长。这样一来，基于光程差的相位差变为2π，在设计上，红色光不被衍射光栅3衍射，可以无光通量损失而有效地利用光能。另外，红外光的情况是，由于波长比红色光长，因此由段差h产生的光程差比1个波长小，相位差也比2π小，因而发生衍射，可以生成侧光点。
另外，由红外光束再生CD光盘时，NA需要在0.45以上，为使在物镜6中从亚光束NA为0.45的所有范围发生衍射光，需要在衍射光栅3充分大范围地制作衍射纹。
同时，对红色光束2如上所述，虽然理想的是设计成不发生衍射，但由于制造的误差可以认为会发生少许的衍射。若红色光束2的一部分透过衍射光栅3的没有衍射条纹的部分射入物镜5，那么与透过衍射纹的光相比，就会产生在强度及相位上的颤动(依地点而不同)，面向光盘71记录面上的收敛性能可能会发生劣化。于是，理想的是，即使关于红色光束2，在不被衍射光栅3衍射而射入物镜6时的光束满足DVD光盘再生所需要NA(0.6)的所有范围都形成条纹。
但有一点，一旦从CD光盘72反射回来的光射入全息镜4，所衍射的衍射光12或衍射光13射入条纹，就会再被衍射而造成光通量损失，因此，为了避免这种情况，对衍射光12或衍射光13，需要限制衍射光栅3上的条纹的范围。
例如，在图1中通过在图示衍射光栅3的部分制作条纹，可确保DVD光盘再生时的收敛光点性能，并且，可以防止CD光盘再生时的光通量损失。衍射光栅3含有条纹，虽没有图示，但在更大的范围具有透明的衬底，构成衍射光12或衍射光13透过其透明(未形成条纹)部分的结构。
另外，DVD光盘与CD光盘相比是高密度的光盘，需要用比CD光盘像差更小的收敛光点进行再生(或是记录)，因此，理想的是，在装配公差范围内，将红色激光器1a的发光点定位在聚光光学系统的光轴(在本实施方案为准直镜5的光轴)上。这样一来，变成了从易受透镜像差影响的短波长激光器元件射来的激光，通过透镜像差程度小的准直镜5的光轴近旁的这样一种情况。因此，DVD光盘再生时不发生轴外像差，可以更稳定地进行高密度的DVD光盘的再生(或记录)。
再考虑一下光检测部分81的中心与红色激光器1a的发光点之间的距离d1，和光检测部分81的中心与红外激光器1b的发光点之间的距离d2，以及和波长的关系。衍射距离，由于和波长基本成比例，所以当红色激光的波长为λ1，红外激光的波长为λ2时，按满足d1∶d2＝λ1∶λ2 …(2)的关系，即满足d1/d2＝λ1/λ2…(2’)的关系进行设计。这样一来，针对两个波长可以共同使用光检测部分81，减少光检测部分的数量。因此，基于光检测器面积的缩小，电流电压转换输出的电路元件数的减少，可以实现低成本化，及小型化。
另外，当红色激光器1a的发光点与红外激光器1b的发光点之间的距离为d12时，从图2和图3可以清楚地得到d2＝d1+d12 …(3)根据(2)式和(3)式，得到d1＝λ1·d12/(λ2-λ1) …(4)d2＝λ2·d12/(λ2-λ1) …(5)通过这样的设计，对规定的发光点间的距离和波长，针对两个波长可以共同使用光检测部分81，减少光检测部分的数量，因此，基于光检测器面积的缩小，电流电压转换输出的电路元件数的减少，可以实现低成本化，及小型化。
这里，与2个激光光源1a、1b电学分开所设置的光检测部分82和83，从图2的左侧开始按红色激光器1a、红外激光器1b、对应红色激光的光检测部分82、对应红外激光的光检测部分83的顺序排列。这样，例如当d12为100μm～120μm程度，d1为500μm程度时，光检测部分82和83在图2中左右方向的长度可以确保在50μm以上，而且，具有能实现光检测器小型化的效果。另一方面，在特开1998-124918中，因为光检测器82和光检测器83的顺序是颠倒的结构，所以，如果不使d1在1mm以上，就不能确保光检测部分的长度在50μm以上，光检测部分整体就会变大，而不能小型化。即不能获得本发明的能使光检测部分小型化的效果。
另外，在所述(2’)、(4)、及(5)式中，各式两边的值在基本上一致即可。即，不只是两边的值完全一致的情况，也包括能在实用上没有问题程度地达成基于满足所述各式效果的，大体上一致的情况。
实施方式2图5和图6表示使用实施方式2中的转向镜构成薄型光学射像管的情况。图5表示使红色光束2发光并再生DVD光盘的情况。图6表示使红外光束25发光再生DVD光盘的情况。
通过准直镜5获得的大体平行的光，被转向镜17反射而改变前进方向。由此，减小在光盘71平面的直角方向上的光学射像管的尺寸(厚度)。
如图5所示，波长选择光阑18具有对红色光束2来说只作为透明板筛过，不起任何作用的结构。并且，如图6所示，对红外光束25来说，通过波长选择光阑18遮蔽掉了离开光轴的光束。此波长选择光阑18的实现是基于，在光轴附近和离开光轴的周边部分，或形成波长特性不同的导电体多层膜，或形成相位调制量不同的相位栅等的方法。DVD光盘由于记录密度高而需要由比CD光盘更大的NA来进行再生，因此，利用这种通过波长改变NA的部件，使CD光盘再生时的NA降到所需要的最小限度，从而可以减少由衬板材料厚度或盘的倾斜所造成的像差。
在图5和图6中，15是组件，至少内含图1所示的红色激光器1a和红外激光器1b、以及形成光检测部分81～83的光检测器。以下将光源和光检测器如此集成化一体化了的物件称为单元。虽然全息镜4配置在准直镜5的附近也可以，但若把全息镜4也集成化在单元16的话，可以邻近固定生成伺服信号所需要的元件，因而不易受到由温度变化而产生失真的影响，可以检测稳定的伺服信号。
再有，全息镜4也可以相对于物镜6固定，而整体驱动。DVD-RAM再生时，通过光检测器的分割区域接受全息镜4发生的衍射光，对其输出进行差动运算，从而获得推挽(PP)方式的循迹误差(TE)信号。其时，一旦由于物镜6的移动而对于全息镜4产生远视像(FFP)的移动，就会发生TE信号的偏移。如果整体驱动物镜6和全息镜4，即使物镜6移动，由于透过物镜6的FFP和全息镜4的相对位置不变，因而可以消除发生TE偏移等的不安稳因素。
实施方式3图7表示实施方式3的光检测器8。此光检测器8具有红色激光器1a和红外激光器1b，以及光检测部分81～83的集成化了的结构。光检测器8具有在硅衬底等上面形成的光检测部分81～83。这样，由于在1片衬底上形成并集成所有光检测部分，可以减少电连接的工时，同时可以高精度地决定光检测器间的相对位置。1是半导体激光器等的激光光源，红色激光器和红外激光器被集成化于一个整体。这样，由于在1个芯片的半导体激光光源1上一体形成2种波长的激光器，所以能够以μm数量级，或是亚μm数量级的精度决定红色激光器和红外激光器的发光点之间的距离。因此，对于分别用了两个波长光时候的检测信号，不论任意哪个波长都可以获得良好的特性。
在激光光源1射出红色激光束2和红外激光束25的方向上，形成小型的反射镜14，折曲垂直于光检测部分81～83所成平面方向上的红色激光束2和红外激光束25的光轴。这个镜14可通过或各向异性地蚀刻衬底的硅、或在光检测器8上贴付小型棱镜来实现。针对激光光源1，通过在与镜14相反一侧也形成光检测部分89，来探测激光光源1射往此方向的光通量，可以作为控制发光量的信号来利用。
接着，对光检测部分81～83及全息镜4的详细结构，参照图8、图9及图10进行说明。这里，光学摄像管的整体结构与图1相同，基本操作与参照图2及图3说明的内容相同。
图8是从垂直于其表面方向所观察到的光检测器8的图。红色光点4R表示红色激光器1a发光时，即DVD光盘再生时的全息镜4上的红色光束的有效径(即物镜5的有效径的投影)。P4A～P4D、M4A～M4D表示从全息镜4发生的衍射光在光检测器8上的投影。红外光点4R相当于全息镜4的一部分，全息镜4形成于比红外光点4R更广的范围。1aL表示红色激光器1a的发光点，全息镜4上的红色光点4R，以发光点1aL为中心向外扩展。
光检测部分81、82、83在共同的衬底上形成，因此，可以容易地高精度地决定相互的位置关系。进而，由于半导体激光器也在同一衬底上形成，所以与光检测部分的相对位置关系变得安稳，可以稳定地获得伺服信号。另外，光检测部分81、82、83也可以各自独立地形成在Si衬底等上，可以混合装配，而且，其中的一部分也可以形成于共同的衬底上。
P4A、P4B、P4C、P4D是从全息镜4衍射的+1次衍射光，M4A、M4B、M4C、M4D是从全息镜4衍射的-1次衍射光。全息镜4由xy轴至少被4分割，并设计成P4A和M4A从区域4A，P4B和M4B从区域4B，P4C和M4C从区域4C、P4D和M4D从区域4D被衍射。
聚焦误差信号(FE信号)，可以通过由光检测部分84接受从全息镜4衍射的-1次衍射光M4A、M4B、M4C、M4D来获得。例如，设计波面使M4A和M4D对光检测部分82的表面在准直镜5(图1)的背侧结成焦点(称此为后聚集点)，M4B和M4C对光检测部分82的表面在与准直镜5的同侧结成焦点(称此为前聚集点)。
即，设计成在光轴方向上产生焦点位置不同的波面。因此，当DVD光盘71和物镜的光轴方向的间隔错位时，即由于散焦，在信息记录面上收敛光点为聚焦状态位置的前后，光检测部分82上的衍射光的大小分别起变化。这种变化针对聚焦点位置的不同为相互相反地变化(例如M4A和M4D变大，M4B和M4C就变小)。
所以，通过如图8那样将分割区域连接，并将增加了各纸条状区域输出的F1和F2的信号进行差动运算FE＝F1-F2 …(6)可以获得FE信号。
同时TE信号可由如下方法得到。即，使光检测器8的y方向为DVD光盘71的轨道延伸方向(正切方向)的投影方向，x方向为以光盘中心向外延伸放射的方向(半径方向)。如图9所示，DVD-RAM等的可记录光盘，有引导槽，很强地接受基于引导槽的衍射。这里，图9表示为方便起见，上半部为立体图，下半部为平面图。图9中的25、26、27分别表示基于光盘记录面24上引导槽的0次、+1次、-1次的衍射光。同时，84是为了说明而使用的2分割光检测器。光检测器84表示了从与光盘面24和物镜6成直角方向的光轴方向的所视状态。
如果收敛光点照射到光盘记录面24的引导槽，其反射光就会在与引导槽延伸方向成直角的方向上伴随衍射。返回到物镜面的FFP(远视像)28，由于引导槽的±1次衍射光和0次衍射光的干扰，在A及B部分产生光强度的强弱分布。依赖于引导槽和收敛光点的位置关系，变得或A明B暗，或相反A暗B明。通过用2分割光检测器探测这种光强度变化，可获得PP法的TE信号。
在图8所示的实施方式中，由于全息镜4(图8只表示了全息镜上的红色光4R)是在图9中的2分割光检测器84的位置，考虑到全息镜4的区域分割和各区域的衍射光所到达的光检测部分的分割区域，若以区域名表示信号强度的话，通过TE＝(TA+TB)-(TC+TD) …(7)的运算，可以获得基于推挽法的循迹误差(TE)信号。
另外，DVD-ROM再生时需要使用基于微分相位法的TE信号，这时，通过(TA+TC)和(TB+TD)的信号相位比较，可以获得微分相位法TE信号。而且，通过TA和TB或是TC和TD的相位比较也可以获得微分相位法TE信号。
如上所述，用光检测部分82接受的FE信号检测用衍射光，例如，M4A和M4D对于光检测部分82的表面在准直镜5(图1)的反侧结成焦点，M4B和M4C对于光检测部分82的表面在准直镜5(图1)的同侧结成焦点。即从全息镜4的区域4A衍射的衍射光和从全息镜4的区域4D衍射的衍射光的特性相同。
这样，如果使对称于全息镜4的相当于光盘7正切方向的y轴的区域所衍射的衍射光的特性相同，当检测FE信号时，图9所说明的A和B的光通量变化，在对称于y轴的区域所衍射的衍射光之间会相互抵消，例如由于循迹错位，A的光通量增加了，B的光通量就等量地减少，A和B的光通量变化合计为零。因此，即使TE信号发生变化也不会影响FE信号，也可以防止TE信号向FE信号的混入，即越槽信号的发生。
接着信息(RF)信号，可由RF＝TA+TB+TC+TD…(8)获得。或是通过利用所有的±1次衍射光
RF＝TA+TB+TC+TD+F1+F2 …(9)获得RF信号，从而可提高对电干扰的信号/干扰比(S/N)。
另外如图8所示，通过由5条纸条状分割区域构成区域82，可以适当地分离衍射光M4D和衍射光M4A。同样适当地分离衍射光M4B和衍射光M4C。由此，这些共轭光的衍射光P4D和衍射光P4A适度地分离。同样衍射光P4B和衍射光P4C也适度地分离。因而，在光检测部分81中，可以确切地将4个衍射光分开并进行信号检测，从而能获得更好的微分相位法的TE信号。
图10表示，在与图8相同结构的单元中，发射红外光并记录或再生CD光盘时的情况。如图3所示，红外光束25的一部分光被衍射光栅3衍射，形成侧光束。此侧光束同主光束一样聚焦于CD光盘72上并被反射，射入光检测器8上。与图8的红色光束情况不同，红外光束射入光检测部分81和光检测部分83。主光束射入的光检测部分81的区域，与图8的情况相同，其操作也相同。
光检测部分83中主光束的射入区域，对应光检测部分82的情况，操作也相同。侧光束射入光检测部分81的分割区域TF、TG，以及光检测部分83的分割区域TH、TI。这里，图10中的红外光点4IR，就主光束而言表示了与图8中的红色光点4R相同的内容。1bL表示红外激光器1b的发光点，全息镜4上的红外光点4IR以发光点1bL为中心扩散。
首先，对FE信号的生成进行说明。基本上与图8的情况相同。当CD光盘72和物镜的光轴方向的间隔错位时，即由于散焦，光检测部分83上的衍射光发生大小变化。此变化对不同的焦点位置而言是相反变化。因此，如图10连结光检测部分83的分割区域对增加了各纸条状区域输出的F3和F4的信号进行FE＝F3-F4 …(10)差动运算，由此可获得FE信号。同时，由于全息镜4被xy轴4分割，虽然为检测F3和F4信号的4个衍射光的大小互不相等，但不防碍FE信号的检测。因为全息镜4的区域A和D，区域B和C各成为大和小的组合。
另外，例如在光检测器8中通过连结F1和F3、F2和F4，减少将从光检测部分获得的电流信号转换为电压信号的I-V放大器的数量，和从单元向外部提供信号的电端口的数量，从而可实现单元的小型化。
可是DVD和CD的衬板材料厚度不同。因此，若以相同形状的光检测部分进行FE信号检测，就会发生由于球面像差的影响产生FE信号偏移的情况。于是，如图10，将光检测部分83的沿x轴的对称线(中心线)针对光检测部分82的沿x轴的对称线错开进行配置。图10表示的是，光检测部分83的形成中央纸条状区域的x轴方向的2条分割线，和光检测部分82的对称线之间的各距离a、b为a≠b的情况。另外，衍射光的大小也因波长和球面像差的影响而不同，通过在光检测部分82和光检测部分83改变纸条的幅度，可以获得高感度的动态范围广的FE信号。
CD再生时的TE信号，虽然与DVD再生时一样可用微分相位法检测，但CD-R，规格上保证3光束法。所以，对TE信号的检测，构成了也可使用射入光检测器8分割区域TF、TG、TH、TI的侧光束的结构。3光束法的TE信号，可通过TE＝(TF+TH)-(TG+TI)…(11)的运算来获得。
这里，在光检测器8中通过用铝线等内部连结TF和TH，可减少向外的输出端口数，从而也能获得使单元小型化的效果。TG和TI也一样。
另外，通过TE＝TF-TG …(12)或是TE＝TH-TI …(13)的运算，也能进行3光束法的TE信号检测，减少向外的输出端口数，从而可使单元小型化。
接着，信息(RF)信号可通过RF＝TA+TB+TC+TD…(14)来获得。或是利用所有的±1次衍射光RF＝TA+TB+TC+TD+F3+F4 …(15)来获得RF信号，从而可提高针对电噪声的信号/噪声比(S/N)。
这里，由(4)式、(5)式和图8或图10可以清楚地看到，通过使光检测部分82中心和光检测部分83中心之间的距离为d12的2倍，可使各光检测部分的中心和衍射光的中心相一致，即使有波长变动等的误差，也可无遗漏地受光。
同时，就F1、F2、F3、F4而言，在所述的图面等是作为独立的物体记载的，然而，例如通过对F1和F3、F2和F4进行内部连结，可减少向外的输出端口数，从而使单元小型化。
实施方式4用图11及图12对实施方式4进行说明。图11是从垂直于光检测器801表面方向的视图。红色光点401R表示，当红色激光器1a发光时，即DVD光盘再生时的全息镜上的光束有效径(即物镜5有效径的投影)。P401A～P401D、M401A～M401D表示从全息镜发生的衍射光在光检测器801上的投影。光检测器801，针对实施方式3的光检测器8，增加了对其形状的变更。光检测部分811、821、831，分别针对实施方式3的光检测部分81、82、83，改变了其形状。同样，全息镜和其分割区域401A、401B、401C、401D，分别针对实施方式3的全息镜4和其分割区域4A、4B、4C、4D，改变了其形状。
红色激光器1a发光时的FE信号，从光检测部分821获得。光检测部分821由4条区域构成。因而，让投影M401D和M401B射入同一区域。与实施方式3相比，通过减少区域数，缩小光检测部分的面积，从而可降低散乱光等的杂散光对FE信号的影响。如图11连结光检测部分821的分割区域，通过对各自分别相加了2个区域输出的F11和F21信号进行FE＝F11-F21 …(16)差动运算，可获得FE信号。TE信号、RF信号也可与实施方式3同样获得。
图12表示红外激光器1b发光时，即CD光盘再生时的情况。红外光点401IR与图10的红外光点4IR相同。
红外激光器1b发光时的FE信号，从光检测部分831获得。对应光检测部分821的光检测部分831的中央部分由4条区域构成。由此，减小光检测部分的面积，可降低散乱光等的杂散光对FE信号的影响。如图12连结光检测部分831的分割区域，通过对各自分别相加了2个区域输出的F31和F41信号进行FE＝F31-F41 …(17)差动运算，可获得FE信号。TE信号、RF信号也可与实施方式3同样获得。
关于以上说明以外的结构，都与实施方式3相同，省略说明。
实施方式5用图13及图14对实施方式5进行说明。图13是从垂直于光检测器802表面方向的视图。红色光点402R是表示，当红色激光器1a发光时，即DVD光盘再生时的全息镜上的光束有效径(即物镜5有效径的投影)。而且，从全息镜发生的衍射光的，在光检测部分812、822上的状况被表示。光检测器802，针对实施方式3的光检测器8，增加了对其形状的变更。光检测部分812、822、832，分别针对实施方式3的光检测部分81、82、83，改变了其形状。同样，全息镜和其分割区域402A、402B、402C、402D，分别针对实施方式3的全息镜4和其分割区域4A、4B、4C、4D、光检测器8，改变了其形状。
例如，将全息镜4的区域402A、402D整体作为一个区域处理，从其中对光检测器802在光轴方向上使在前侧和后侧有焦点的衍射光(前聚集点和后聚集点)发生。而且，使其重叠射入为获得图13光检测部分822的F12、F22信号的分割区域上。为从区域402A和402D使前聚集点和后聚集点的衍射光发生，例如，用与y轴平行延伸的分割线将区域再分割，形成为使前聚集点和后聚集点的衍射光交互发生的光栅即可。这里，前聚集点和后聚集点的衍射光，对沿y轴的方向在光检测器802的前侧和后侧聚焦即可。同时，其前侧及后侧的聚焦，可以不是聚焦在一点上，对x轴方向聚焦，对y轴方向不聚焦的焦线，即可以聚焦于在y轴方向延伸的焦线上。
使从全息镜4的区域402B和402C分别产生光检测部分822的分割区域TA2和TB2射入的衍射光。
所述衍射光都向光检测部分822衍射，但其共轭光射入光检测部分812的分割区域RF2。
在以上的结构中，红色激光器1a发光时的FE信号从光检测部分822获得。
通过差动运算F12和F22信号，可获得FE＝F12-F22…(18)FE信号。TE信号通过TE＝TA2-TB2…(19)可获得推挽的TE信号。另外，通过比较TA2和TB2的相位，可获得微分相位法TE。
RF信号可从区域RF2的信号获得。在本实施方式，由于可以只从区域RF2的信号获得RF信号，因此可以只用一个能取得高频率特性和S/N比的RF信号用的I-V转换放大器，可使花费在I-V转换放大器的费用最低。
图14表示红外激光器1b发光时，即CD光盘再生时的情况。红外光点402IR与图10的红外光点4IR相同。
从全息镜4的分割区域402A和402D发生的衍射光，与红色激光发光时相同，成为前聚集点和后聚集点的光点。然后，射入光检测部分832的分割区域F32、F42。从全息镜4的分割区域402B和402C(这些的界限是y轴)发生的衍射光，射入区域RF1。所述的衍射光都射入光检测部分832，但其共轭衍射光射入光检测部分812的分割区域RF2。
另外，如图3所示，在往路上由衍射光栅3发生的侧光束，被CD光盘72反射，进而被全息镜4衍射的光束，射入光检测部分812的分割区域TF2、TG2以及光检测部分832的分割区域TH2、TI2。
在所述结构中，红外激光器1b发光时的FE信号从光检测部分832获得。通过差动运算区域F32和F42的信号，FE＝F32-F42 …(20)可获得FE信号。TE信号通过TE＝(TF2+TH2)-(TG2+TI2) …(21)可获得3光束法的TE信号。RF信号仍然可从区域RF2的信号获得。
关于以上说明以外的结构，因都与实施方式3相同，所以省略说明。
这里，在所述实施方式中虽然举例说明了DVD光盘和CD光盘，但作为光盘7，可适用于再生或记录透明衬底厚度为t1的第1光盘，和厚度不同于t1为t2的第2光盘的情况。若t1设为0.6mm、t2设为1.2mm，可广泛适用于现在市场出售的DVD光盘和CD光盘，并且不仅这些还可适用于各种的组合。进而就波长而言，以λ1作为610nm～680nm的红色光，λ2作为740nm～830nm的红色光进行了说明，也可适用于将一方作为大体是400nm的紫色光的情况。即λ1和λ2可以是所述以外的组合。
在所述实施方式中说明的本发明的主要部分，在例如图5所示的单元16中。
另外，本发明的光学射像管，CD再生时通过用3光束法检测TE信号，即使全息镜成分的设定位置与正规位置不同的情况，也能获得不发生偏移的稳定的TE信号，由此可正确且稳定地实行信息的再生，这也是基于单元的特征。
实施方式6对实施方式6，使用图15进行说明。图15是表示本实施方式6中全息镜结构的平面示意图。实施方式6是，为检测聚焦伺服信号而使用光点规格检测法(SSD法)的实施方式。
SSD法是具有以下效果的聚焦误差信号检测方法，即，如特开平2-185722号公报所公开的那样，在显著缓和光学磁头装置的装配允许误差基础上即使对波长变动也可以稳定地获得伺服信号，进而可以减少循迹误差信号对聚焦误差信号的混入量。
为实现SSD法，设计成从全息镜发生的返路+1次衍射光变为曲率不同的2种球面波。设计成各球面波在图1中的光检测部分82和光检测部分83表面的前侧或是后侧具有焦点(垂直于光检测区域的分割线方向，即可以是图8的y方向延伸的焦线。以下，简记为球面波的前焦点和后焦点)。于是聚焦误差信号FE可以通过FE＝F2-F1…(22)的运算获得。这里，F2、F1例如图8所示，是从几个光检测区域获得的电信号。
这样，为实现光点规格检测法，需要使前焦点和后焦点的波面发生。而且，理想的是，就红色光发光而言，为防止由于镜片移位或制造误差而发生的聚焦偏移，和减少先前所述的循迹误差信号对聚焦误差信号的混入量，以红色光发光点为光轴，在以此光轴和全息镜面的交点为原点的xy坐标系的4个象限(被xy轴分割的4个区域)的全息镜上，分别形成前焦点波面发生区域和后焦点波面发生区域(例如，图15中的Bb和Bf)。
再进一步，红外光发光时也一样，理想的是，为减少先前所述循迹误差信号对聚焦误差信号的混入量，以红外光发光点为光轴，在以此光轴和全息镜面的交点为原点的xy坐标系的4个象限(被xy轴分割的4个区域)的全息镜上，分别形成前焦点波面发生区域和后焦点波面发生区域。
因此，对红色光，在全息镜面的各象限形成前焦点波面发生区域和后焦点波面发生区域的基础上，为抑制红外光发光时的偏移发生，再增加1个综合衍射区域(例如，图15的Bb2)。
这里，例如在综合衍射区域Bb和Bb2形成为发生后焦点波面的全息镜，在综合衍射区域Bf形成为发生前焦点波面的全息镜。
本实施方式如上所述，以在全息镜面形成聚焦偏移抑制区域为特征，也可以与本发明的其他的任一实施方式组合。而且，不论是红色光发光时还是红外光发光时都能抑制聚焦偏移，从而具有能实现安稳且正确的聚焦伺服操作的效果。
实施方式7图16表示，使用了本发明光学摄像管的实施方式6中的光盘装置。在图16中，光盘7通过光盘驱动设备32旋转。光学摄像管20通过光学摄像管驱动装置31进行大致地(查找)操作，直到找到光盘7的有所要信息的道位置为止。
光学摄像管20，还依据和光盘7的位置关系，向电路33传送聚焦误差信号和循迹误差信号。电路33依据此信号，向光学摄像管20传送使物镜微动的信号。基于此信号，光学摄像管20对光盘7进行聚焦伺服，和循迹伺服，从而对光盘7进行信息的读出、或是写入和删除。
本实施方式的光盘装置，作为光学摄像管，由于使用在所述的实施方式所说明的基于本发明的小型、低成本、并能获得S/N比好的信息信号的光学摄像管，所以有能正确且稳定地实行信息的再生，并且是小型、低成本的效果。
另外，本发明的光学摄像管，由于小型且重量轻，因此使用了它的本实施方式的光盘装置，访问时间短。
实施方式8参照图17，对实施方式7的光盘种类识别方法进行说明。本实施方式是，在加电源后或重新放入光盘后等，对光盘装置中有无光盘，而且，其光盘是CD还是DVD，尚未被光盘装置识别，也就是刚启动时的识别光盘种类的方法。
如所述各实施方式，在具有以红外光和红色光为光源的光学摄像管的光盘装置中，当接入电源，或是，重新放入光盘时，首先以与信号再生时同等的低功率使红外光发光(步骤S1)。由此，即使光盘是CD-R，也可以防止不必要的写入，或删错信息。在这里，最初不使红色光发光的理由如下。CD-R针对红外光控制反射率，但针对红色光不控制反射率，可能有对红色光吸收率非常高的情况。
如所述使红外光发光，根据有无其反射光来判断有无光盘(步骤S2)，无光盘时终止发光(步骤S3)，由此可节省电力。当有光盘时，利用从光盘的反射光判断光盘的种类(步骤S4)。光盘种类的判断，在本实施方式中，通过检测透明衬底的厚度t来进行。厚度的判断可利用众所周知的方法，在这里省略具体的记载。本实施方式，根据厚度是否为0.6mm来判断光盘种类。光盘种类判断方法，可依据光盘种类的组合来适当选择。
若所插入光盘的透明衬底厚度t不是0.6mm，则判断为是CD，保持原状态继续使红外光发光(步骤S5)，并移至信息的记录或再生(步骤S6)。透明衬底厚度t若是0.6mm，则判断为是DVD，关掉红外光(步骤S7)，点亮红色光(步骤S8)，并进行DVD的记录或再生(步骤S9)。
本实施方式的光盘种类识别方法，理想的是，与上述实施方式说明的光学摄像管，或上述实施方式的光盘装置相组合来实行，并且不只如此，还可适用于具有使用了红外光和其他波长的多个光源的光学摄像管的光盘装置，即使光盘是CD-R，也可防止不必要的写入，或删错信息。
实施方式9图18表示实施方式9的复印机50。复印机50具有，使用上述实施方式说明的光学摄像管和光盘种类识别方法，进行光盘记录或再生的光盘装置30。复印机50具有阅读原稿的扫描设备和复制用纸的传送设备等通常复制装置所具有的设备，省略图示。51是通过电缆或网络与其他设备交换信息的信息输入输出端子，52是传送原稿设备(供纸器)，53是存积复制后的复制用纸的出纸接收盘。
复印机50具有作为通常的复印机对复制用纸进行拷贝的功能，基于通过开关54的操作，和信息输入输出端子所传送的指令，可以将原稿的信息传送给光盘装置30并进行记录。此时，可构成同时进行拷贝的结构。通过原稿传送设备52，复制大量的原稿，而且，可将两面印刷的信息作为电子信息高速地存储于光盘装置30，因而可短时间地压缩信息的保存空间。
实施方式10图19表示实施方式10的映像投影装置。此映像投影装置具有，使用了所述各实施方式说明的光学摄像管和光盘种类识别方法的光盘装置30。在图19中，62是汽车的前挡风玻璃，61是对前挡风玻璃62放映文字和图像的映像投影部件。
在光盘装置30再生的信息，由映像投影部件61放映到前挡风玻璃62。前挡风玻璃62虽然基本上是透明的，但仍有百分之几的反射率，因此可以映出映像。同时，因为前挡风玻璃62不平坦而有曲率，所以映像失真。于是，通过转换信息的转换电路63对信息进行加工处理，补偿失真，这样就可以观看没有失真的映像，很理想。
另外，表示的映像不只限于文字和图像，也可以是动画。特别是本实施方式具有光盘装置30，可再生能记录大容量数据的光盘，适合动画的再生。
发明效果根据本发明，可获得以下效果。
(1)在衬底材料厚度、光源波长、NA的3种要素明显不同的光学条件下，对CD(CD-ROM、CD-R等)和DVD(DVD-ROM、DVD-RAM等)的任一种都能进行良好的再生。
(2)针对波长的不同和发光点位置的不同，当DVD和CD再生时都可获得良好的信号。
(3)为记录或再生DVD-ROM、DVD-RAM，以及CD-ROM、CD-R所需要的微分相位法、PP法、3光束法这3种TE信号检测方式，都能在同一装置上实施。
权利要求
1.一种光学摄像管，具有射出波长λ1光束的第1半导体激光光源；射出波长λ2光束的第2半导体激光光源；接受所述第1和第2半导体激光光源射出的光束向光盘上收敛微小光点的聚光光学系统；衍射所述光束的衍射部件；接受所述衍射部件所衍射的衍射光并根据其光通量输出电信号的光检测部分，其特征在于，所述光检测部分，包括在所述衍射部件所衍射的衍射光中，接受所述波长λ1光束的衍射光的光检测部分PD1，和接受所述波长λ2光束的衍射光的光检测部分PD2，所述光检测部分PD1及所述光检测部分PD2分别被分割成多个区域，使用所述波长λ1的光进行信息再生时，通过运算从所述光检测部分PD1的所述各区域获得的信号来检测聚焦误差信号，使用所述波长λ2的光进行信息再生时，通过运算从所述光检测部分PD2的所述各区域获得的信号来检测聚焦误差信号。
2.权利要求1记载的光学摄像管，其特征在于，所述光检测部分PD1和所述光检测部分PD2的形状不同。
3.权利要求1记载的光学摄像管，其特征在于，所述光检测部分PD1及所述光检测部分PD2，分别被分割线分割成多个区域，平行于所述光检测部分PD2所述分割线的对称中心线和平行于所述光检测部分PD1所述分割线的对称中心线，在与所述各对称中心线的正交方向上错位。
4.权利要求1记载的光学摄像管，其特征在于，将所述第1半导体激光光源和所述第2半导体激光光源整体地形成于1个半导体芯片上。
5.权利要求1记载的光学摄像管，其特征在于，还具有当所述波长λ1为波长610nm～670nm的范围，所述波长λ2为波长740nm～830nm的范围时，接受所述第2半导体激光光源射出的所述波长λ2的光束并形成主光束及±1次衍射光的侧光束的衍射光栅，所述衍射光栅的光栅截面形状大体为矩形并具有凹凸部分，凹部和凸部的幅度大体相等，当针对所述波长λ1的衍射光栅材料折射率为n1时，截面形状的凹部和凸部的段差h为，h＝λ1/(n1-1)并针对所述波长λ2的光设定凹部和凸部的光程差为1个波长单位。
6.权利要求5记载的光学摄像管，其特征在于，关于所述波长λ1光束，及所述波长λ2光束的双方，在不被所述衍射光栅衍射而射入构成所述聚光光学系统的物镜的光束满足光盘再生所需要NA的所有范围都形成条纹。
7.权利要求1记载的光学摄像管，其特征在于，所述波长λ1，比所述波长λ2小，将所述第1半导体激光光源的发光点配置于所述聚光光学系统的大体上的光轴上。
8.权利要求1记载的光学摄像管，其特征为在于，所述衍射部件具有聚焦误差偏移减低区域。
9.一种光盘装置，具有，权利要求1记载的光学摄像管，所述光学摄像管的移动部件，和使所述光盘旋转的旋转部件。
10.权利要求1记载的光学摄像管，其特征在于，当设定所述第1和第2半导体激光光源的发光点间距离为d12时，使光检测部分PD1中心与光检测部分PD2中心的间隔大致为d12的2倍。
11.权利要求1记载的光学摄像管，其特征在于，在1个半导体芯片上整体形成所述第1和第2半导体激光光源。
全文摘要
本发明提供一种对衬底材料厚度、光源波长、NA的3种要素明显不同的CD和DVD的任一种都能进行良好的再生，记录、再生所需要的微分相位法、PP法、3光束法的所有TE信号检测方式都能在同一装置实施的光学摄像管。该光学摄像管集成了TE信号检测用2种波长(λ1、λ2)的激光光源(1a、1b)，光检测器(81、82、83)，和使信号检测用衍射光发生的全息镜(4)。当接受全息镜+1次衍射光的光检测部分PD081的中心与2种波长光源的各发光点之间的距离，分别为d1、d2时，实质上λ1/λ2＝d1/d2。
文档编号G11B7/13GK1674117SQ20051005957
公开日2005年9月28日 申请日期2001年7月7日 优先权日2000年7月7日
发明者金马庆明, 森荣信, 堀田尚也 申请人:松下电器产业株式会社